Как компьютеры разделяются по уровню специализации
Рассмотрим некоторые системы классификации компьютеров.
I. Классификация по назначению
Это один из наиболее ранних методов классификации. Он связан с тем, как компьютер применяется. По этому принципу различают:
1) Большие ЭВМ , называемые за рубежом мэйнфреймами (mainframe)
– это самые мощные компьютеры. Их применяют для обслуживания очень крупных организаций и даже целых отраслей народного хозяйства. Штат обслуживания такой ЭВМ может составлять сотни человек.
2) Мини-ЭВМ . От больших ЭВМ компьютеры этой группы отличаются меньшими размерами и, соответственно, меньшей производительностью и стоимостью. Такие компьютеры используются крупными предприятиями, например, для управления производственными процессами, научными учреждениями, некоторыми вузами.
3) Микро-ЭВМ . Компьютеры этого класса доступны многим предприятиям. Организации, использующие микро-ЭВМ обычно не создают вычислительные центры. Для обслуживания такого компьютера достаточно небольшой вычислительной лаборатории в составе нескольких человек. В крупных вычислительных центрах микро-ЭВМ выполняют вспомогательные операции, для которых нет смысла использовать дорогие суперкомпьютеры.
В последние годы микро-ЭВМ повсеместно почти полностью вытеснены персональными компьютерами. Поэтому во многих литературных источниках микро-ЭВМ путают с персональными компьютерами.
4) Персональные компьютеры (ПК) . Эта категория компьютеров получила бурное развитие в течение последних двадцати пяти лет. Такой компьютер предназначен для обслуживания одного рабочего места и, как правило, с ним одновременно работает один человек.
Несмотря на свои небольшие размеры и относительно невысокую стоимость современные ПК обладают большой производительностью. Так, совре-
менный персональный компьютер значительно превосходит большие ЭВМ 70-х годов, мини-ЭВМ 80-х годов и микро-ЭВМ начала 90-х годов XX века.
До недавнего времени ПК принято было делить на бытовые ПК и профессиональные ПК.
Начиная с 1999 года в области персональных компьютеров начал действовать международный сертификационный стандарт – спецификация РС 99 . Он регламентирует принципы классификации персональных компьютеров и оговаривает минимальные и рекомендуемые требования к каждой из категорий.
Этот стандарт устанавливает следующие категории персональных компьютеров:
– Consumer PC (массовый ПК);
– Office PC (деловой ПК);
– Mobile PC (портативный ПК);
– Workstation PC (рабочая станция);
– Entertainment PC (развлекательный ПК).
Практически каждый год данный стандарт обновляется (PC 2000, PC 2001, PC 2003 и т. д.).
Рассмотренная выше классификация ПК по назначению начала разрабатываться ещё на заре компьютерной эры и в настоящее время частично устарела и не вполне отвечает требованиям современности.
II. Классификация по уровню специализации.
По уровню специализации компьютеры делят на универсальные и спе-
На базе универсальных компьютеров можно собирать вычислительные системы произвольной конфигурации (т. е. состава). К ним относятся персональные компьютеры, которые можно использовать для работы с текстами, музыкой, графикой, видео и т. д.
Специализированные компьютеры предназначены для решения конкретного круга задач. К таким компьютерам относят, например, бортовые компьютеры судов, самолетов, космических кораблей, а в последнее время и авто-
мобилей. В их задачу входит управление средствами ориентации и навигации, выполнение функций автоматического управления и связи, контроль бортовых систем и оптимизация параметров их работы.
К специализированным ЭВМ относят также графические станции, сетевые серверы и т. д.
III. Классификация по типоразмерам.
Персональные компьютеры можно классифицировать по типоразмерам. Различают наиболее широко распространенные настольные (desktop), удобные для транспортировки портативные (notebook) и выполняющие функции “интеллектуальных записных книжек” карманные (palmtop) модели.
IV. Классификация по совместимости.
В мире существует множество различных видов и типов компьютеров. Они выпускаются разными производителями, собираются из разных деталей, работают с разными программами. При этом очень важным вопросом становится совместимость различных компьютеров между собой.
По аппаратной совместимости различают так называемые аппарат-
ные платформы . В области персональных компьютеров в настоящее время наиболее широко распространены две аппаратные платформы – IBM PC и Apple Macintosh .
Кроме аппаратной совместимости существуют совместимость на уровне операционной системы , программная совместимость , совместимость на уровне данных .
Существуют и другие виды классификации компьютеров, такие, как, например, по типу используемого процессора.
Первый компьютер был создан в 1946 году в США. Данная электронная вычислительная машина (ЭВМ) состояла из 18 тыс. вакуумных ламп, весила 30 тонн, занимала площадь около 200 м 2 и потребляла огромное количество энергии. В 1964 г. фирма IBM объявила о создании семейства компьютеров System 360, после чего продолжается постоянное развитие компьютерной техники и элементной базы.
Компьютерная техника может классифицироваться по назначению, мощности, размерам, элементной базе и т.д. Такое разделение компьютеров является условным, что объясняется стремительным развитием компьютерной науки и техники.
В общем виде компьютеры можно разделить:
- по производительности и быстродействию;
- по назначению;
- по уровню специализации;
- по типу процессора;
- по особенностям архитектуры;
- по размерам.
В зависимости от набора решаемых задач, на основании которых формируются требования к характеристикам, компьютеры делят на:
- персональные компьютеры;
- рабочие станции;
- серверы;
- мэйнфреймы;
- суперкомпьютеры (кластерные архитектуры).
Персональный компьютер
Характерным для ПК являются:
- ориентация на широкое применение и наличие некоторого набора стандартных технических средств со средними значениями характеристик, которые могут быть существенно улучшены по желанию пользователя;
- автономное использование ПК и, как следствие, обязательное наличие у каждого компьютера средств ввода и отображения информации, таких как: клавиатура, мышь, монитор, принтер и др, характерных для решаемых задач;
- индивидуальное использование ресурсов ПК и незначительное использование ресурсов других компьютеров при наличии подключения к информационной сети, например, Internet.
- работа под управлением, как минимум, не сетевой операционной системы.
Рабочая станция
Существуют достаточно устойчивые признаки конфигураций рабочих станций, предназначенных для решения определенного круга задач, позволяет отделять их в отдельный профессиональный подкласс: мультимедиа (обработка изображений, видео, звука), САПР (системы автоматизированного проектирования и т.д.).
Каждый такой подкласс может иметь присущие ему особенности и уникальные компоненты, например:
- большой размер монитора и / или несколько мониторов (САПР),
- быстродействующая графическая плата (обработка видео и мультипликация, компьютерные игры),
- большой объем накопителей данных,
- наличие сканера (работа с изображением),
- защищенное исполнение (вооруженные силы, секретные базы данных) и другие.
Сервер
Характерным для сервера являются:
Мэйнфрейм
Научные исследования показывают, что при использовании глобальных информационных массивов, обработка данных будет выполняться значительно легче и экономически выгоднее с помощью мейнфрейму, чем при участии сети персональных устройств. Мэйнфрейм опережает обычные современные ПК практически по всем показателям.
Отдельно стоит уделить внимание высокой надежности самого устройства и данных, с которыми он работает. Наличие резервных составляющих устройств системы и возможность их «горячей» замены обеспечивают непрерывность работы. А стандартная величина загруженности процессора без особых усилий превышает отметку в 85% от общей мощности. Управление таким устройством происходит с помощью цепи терминалов, а с недавних пор и через сетевой интерфейс. Лидирующие позиции в производстве мэйнфреймов занимает компания IBM.
Для мэйнфреймов характерны следующие особенности:
- дублирования: резервные процессоры; запасные микросхемы памяти; альтернативные пути доступа к периферийным устройствам. Горячая замена всех элементов до каналов, плат памяти и центральных процессоров;
- целостность данных: в мэйнфреймах используется память, исправляет ошибки. Ошибки не приводят к разрушению данных в памяти, или данных, ожидающих устройства ввода-вывода информации. Дисковые подсистемы построены на основе RAID-массивов с горячей заменой и встроенными средствами резервного копирования, которые гарантируют защиту от потерь данных;
- рабочую нагрузку мэйнфреймов может составлять 80-95% от их пиковой производительности;
- пропускная способность подсистемы ввода-вывода мэйнфреймов разработана так, чтобы работать в среде с высоким рабочим нагрузкам на ввод-вывод;
- доступ к данным: поскольку данные хранятся на одном сервере, приложения не требуют сбора исходной информации из множества источников, не нужен дополнительный дисковое пространство для их временного хранения;
- требуется небольшое количество необходимых физических серверов и довольно простое программное обеспечение. Все это, в совокупности, ведет к повышению скорости и эффективности обработки.
- использования дискового пространства: пропускная способность ввода-вывода достаточное для загрузки процессора.
Суперкомпьютер
Аппаратная и программная часть комплекса позволяет при обнаружении отказа одного процессора быстро перераспределить работу на другие процессоры внутри кластера. При этом сбой в работе кластера выражается лишь в некотором снижении производительности системы или в недоступности приложений на короткое время, необходимое для переключения на другой узел. Производительность кластерной системы легко масштабируется, а это значит, что добавление в систему дополнительных процессоров, оперативной и дисковой памяти или новых узлов может выполняться при необходимости в любое время.
Сравнение мейнфрейма и суперкомпьютера.
В контексте общей вычислительной мощности мэйнфреймы проигрывают суперкомпьютерам.
Большие ЭВМ. Это самые мощные компьютеры. Их применяют для обслуживания очень крупных организаций и даже целых отраслей народного хозяйства. На базе таких суперкомпьютеров создают вычислительные центры, включающие в себя несколько отделов или групп.
Мини-ЭВМ. От больших ЭВМ компьютеры этой группы отличаются уменьшенными размерами и, соответственно, меньшей производительностью и стоимостью. Такие компьютеры используются крупными предприятиями, научными учреждениями и некоторыми высшими учебными заведениями, сочетающими учебную деятельность с научной.
Микро-ЭВМ. Компьютеры данного класса доступны многим предприятиям. Организации, использующие микро-ЭВМ, обычно не создают вычислительные центры. Для обслуживания такого компьютера им достаточно небольшой вычислительной лаборатории в составе нескольких человек.
Персональные компьютеры (ПК). Эта категория компьютеров получила особо бурное развитие в течение последних двадцати лет. Из названия видно, что такой компьютер предназначен для обслуживания одного рабочего места. Как правило, с персональным компьютером работает один человек.
2) Классификация по уровню специализации.
По уровню специализации компьютеры делят на универсальные и специализированные.
На базе универсальных компьютеров можно собирать вычислительные системы произвольного состава (состав компьютерной системы называется конфигурацией). Так, например, один и тот же персональный компьютер можно использовать для работы с текстами, музыкой, графикой, фото- и видеоматериалами.
Специализированные компьютеры предназначены для решения конкретного круга задач. К таким компьютерам относятся, например, бортовые компьютеры автомобилей, судов, самолетов, космических аппаратов.
3) Классификация по типоразмерам. Персональные компьютеры можно классифицировать по типоразмерам. Так, различают настольные (desktop), портативные (notebook) и карманные (laptop) модели.
Настольные модели распространены наиболее широко. Они являются принадлежностью рабочего места. Эти модели отличаются простотой изменения конфигурации за счет несложного подключения дополнительных внешних приборов или установки дополнительных внутренних компонентов.
Портативные модели удобны для транспортировки. Их используют бизнесмены, коммерсанты, руководители предприятий и организаций, проводящие много времени в командировках и переездах. С портативным компьютером можно работать при отсутствии рабочего места.
Карманные модели выполняют функции “интеллектуальных записных книжек”. Они позволяют хранить оперативные данные и получать к ним быстрый доступ.
4) Классификация по совместимости.
Аппаратная совместимость. По аппаратной совместимости различают так называемые аппаратные платформы. В области персональных компьютеров сегодня наиболее широко распространены две аппаратные платформы — IBM РС и Аррlе Macintosh. Кроме них существуют и другие платформы, распространенность которых ограничивается отдельными регионами или отдельными отраслями. Принадлежность компьютеров к одной аппаратной платформе повышает совместимость между ними, а принадлежность к разным платформам — понижает.
Существует достаточно много систем классификации компьютеров. Наиболее часто в технической литературе упоминаются классификация по принципу действия, назначению, вычислительной мощности, уровню специализации, типоразмерам и совместимости.
По принципу действия вычислительные машины делятся на три больших класса: аналоговые (АВМ), цифровые (ЦВМ) и гибридные (ГВМ).
· Аналоговые вычислительные машины – это вычислительные машины непрерывного действия, обрабатывающие информацию, представленную в непрерывной аналоговой форме – в виде непрерывного ряда значений какой-либо физической величины, например, электрического напряжения.
· Цифровые вычислительные машины –это вычислительные машины дискретного действия, т.е. работающие с информацией, представленной в дискретной, цифровой форме.
· Гибридные вычислительные машины –это вычислительные машины комбинированного действия, работающие с информацией, представленной и в цифровой, и в аналоговой форме. Они совмещают в себе достоинства АВМ и ЦВМ. Гибридные ЭВМ целесообразно использовать для решения задач управления сложными техническими комплексами.
По назначению ЭВМ также разделяются на три группы: универсальные (общего назначения), проблемно-ориентированные и специализированные.
· Универсальные ЭВМ предназначены для решения различных инженерно-технических задач, отличающихся сложностью алгоритмов и большим объемом обрабатываемых данных.
· Проблемно-ориентированные ЭВМ служат для решения более узкого круга задач, связанных, как правило, с управлением технологическими объектами, регистрацией, накоплением и обработкой относительно небольших объемов данных.
· Специализированные ЭВМ используются для решения узкого круга задач или реализации строго определенной группы функций.
По вычислительной мощности ЭВМ подразделяются на сверхбольшие (суперЭВМ), большие ЭВМ, малые (миниЭВМ), сверхмалые (микроЭВМ) и персональные компьютеры (ПК).
· Большие ЭВМ. Это самые мощные компьютеры. Их применяют для обслуживания очень крупных организаций и даже целых отраслей народного хозяйства. За рубежом компьютеры этого класса называют мэйнфреймами (mainframe). В России за ними закрепился термин большие ЭВМ..
· Мини-ЭВМ. Такие компьютеры используются крупными предприятиями, научными учреждениями и некоторыми высшими учебными заведениями, сочетающими учебную деятельность с научной.
· Микро-ЭВМ. Организации, использующие микро-ЭВМ, обычно не создают вычислительные центры. Для обслуживания такого компьютера им достаточно небольшой вычислительной лаборатории в составе нескольких человек. Программисты вычислительной лаборатории занимаются внедрением приобретенного или заказанного программного обеспечения, выполняют его доводку и настройку, согласовывают его работу с другими программами и устройствами компьютера
· Персональные компьютеры (ПК). Эта категория компьютеров получила особо бурное развитие в течение последних двадцати лет. Из названия видно, что такой компьютер предназначен для обслуживания одного рабочего места. Как правило, с персональным компьютером работает один человек. Персональный компьютер (Personal Computer, PC) вполне способен удовлетворить большинство потребностей малых предприятий и отдельных лиц. Персонального компьютера вполне достаточно для использования всемирной сети в качестве источника научной, справочной, учебной, культурной и развлекательной информации. Персональные компьютеры являются также удобным средством автоматизации учебного процесса по любым дисциплинам, средством организации дистанционного (заочного) обучения и средством организации досуга. Они вносят большой вклад не только в производственные, но и в социальные отношения.
· Новый стандарт устанавливает следующие категории персональных компьютеров:
· Consumer PC (массовый ПК);
· Office PC (деловой ПК);
· Mobile PC (портативный ПК);
· Workstation PC (рабочая станция);
· Entertainment PC (развлекательный ПК).
Классификация персональных компьютеров
По уровню специализации.По уровню специализации компьютеры делят на универсальные и специализированные
По типоразмерам.Различаются настольные компьютеры (desktop), настольные мини-компьютеры (slim-desk), портативные (notebook) и карманные (palmtop) модели.
Настольные модели (рис. 5)распространены наиболее широко. Они являются принадлежностью рабочего места. Эти модели отличаются простотой изменения конфигурации за счет несложного подключения дополнительных внешних приборов или установки дополнительных внутренних компонентов. Достаточные размеры корпуса в настольном исполнении позволяют выполнять большинство подобных работ без привлечения специалистов, а это позволяет настраивать компьютерную систему оптимально для решения именно тех задач, для которых она была приобретена.
Рис. 5. Настольный компьютер
| Рис. 6. Портативный компьютер (notebook) |
Настольные мини–компьютеры – переходной вариант от обычного компьютера к портативному. Эти устройства, появившиеся на рынке лишь год назад, выделяются миниатюрным корпусом (в 2–3 раза меньше, чем у обычных домашних ПК). Дополняет картину тонкий жидкокристаллический монитор. Благодаря такой комплектации эти компьютеры отлично смотрятся в офисах, экономя место на рабочем столе
Портативные модели, ноут–буки (рис. 6) удобны для транспортировки. Их используют бизнесмены, коммерсанты, руководители предприятий и организаций, проводящие много времени в командировках и переездах. С портативным компьютером можно работать при отсутствии рабочего места. Особая привлекательность портативных компьютеров связана с тем, что их можно использовать в качестве средства связи. Подключив такой компьютер к телефонной сети, можно из любой географической точки установить обмен данными между ним и центральным компьютером своей организации. Для эксплуатации на рабочем месте портативные компьютеры, разнообразные модели которых показаны на рис. 8, не слишком удобны, но их можно подключать к настольным стационарным компьютерам, используемым стационарно.
| Рис. 7. Карманный компьютер (palmtop) |
Аппаратная совместимость. По аппаратной совместимости различают так называемые аппаратные платформы. В области персональных компьютеров сегодня наиболее широко распространены две аппаратные платформы – IBM PC и Apple Macintosh. Принадлежность компьютеров к одной и той же аппаратной платформе повышает совместимость между ними, а принадлежность к разным платформам – понижает, зачастую до полной несовместимости.
Кроме аппаратной совместимости существуют и другие виды совместимости: совместимость на уровне операционной системы, программная совместимость, совместимость на уровне данных.
Рис. 8. Различные модели персональных компьютеров
По типу используемого процессора.Процессор – основной компонент любого компьютера. В электронно-вычислительных машинах это специальный блок, а в персональных компьютерах – специальная микросхема, которая выполняет все вычисления в компьютере.
Читайте также: